UWB 芯片(什么是UWB芯片)
一、什么是UWB超宽带技术聊聊超宽带技术的现状与展望
自从苹果推出了AirTag，引发了UWB超宽带技术在市场上大火，很多男生表示再也不用担心漂亮女朋友“走丢”了；妈妈们表示，在小朋友的校服上缝上一枚，从此不用担心熊孩子们乱跑了；有了超宽带技术的加持，网友们表示自己丢三落四的祖传技能可能要退出历史舞台了。
而市场上，宝马、蔚来、大众在自家的新车上也纷纷推出了UWB智能钥匙，国内几家大型储存物流企业，近期也正在尝试落地，超宽带货物定位技术，小米OPPO等国内手机大厂，在去年也纷纷展示了，所谓的“一指连”空间感知技术。
是的，超宽带技术最近是异常的火热，受到了市场的追捧。超宽带技术也被很多数码博主描述成为蓝牙的替代者、物联网风口的引领者、甚至是新一代无线通讯技术的变革者。果真是如此吗？超宽带技术到底有什么神奇的地方，你真的了解什么是超宽带技术吗，它的技术特点是什么，优缺点又是什么，今天我们就来理性、客观且科学的分析超宽带这项技术的前景、发展空间以及趋势和定位。
一、UWB技术的发展历程
首先，超宽带技术并不是大家所以为的近几年发明的新技术，恰恰相反，超宽带技术其实是一项人类最早的无线通信方式，回溯超宽带技术的发展历史，千年前中国人利用点燃长城上的峰火台对外族入侵的时间和位置，进行了烽火之间的信息传递。1880年，意大利人马可尼利用火花隙发射器，成功在大西洋上进行了人类第一次无线电传递。火花隙实际上就是一种带宽很宽的极窄脉冲，这也是人类真正现代意义上最早出现的超宽带技术。
当年英国最先进的泰坦尼克号撞到冰山后也是利用火花隙式发射机，发出了最后的无线呼救信号。最终让近千人，包括女主“肉丝”因此获救。上个世纪七十年代，超宽带技术多应用于军事用途，包括在军用雷达、军事定位上，军事通讯、军用成像等技术上面。比如军用保密通信上，采用多采跳频技术，实现了保密通信；比如在穿墙雷达上，使用超宽带的窄脉冲特性，实现了对恐怖分子的穿墙监控。这些都是超宽带技术的应用。1990年美国军方在一份DARPA的技术报告中首次提出了UWB这个名词，开始了超宽带技术的商业历程。
超宽带，顾名思义，了解通信知识的朋友都知道，一般的通信体制都会利用一个高频载波来调制一个窄带信号，通信信号的实际占用带宽并不高。而超宽带不同于传统的通信技术，使用的是最简单粗暴的纳秒级非正弦波的极窄脉冲来传输和接收信息和数据。从频域和时域的角度，传统的超宽带可以理解为是单纯的时域信号处理，不需要射频电路中的本振、差分等射频模块。我打个简单的比喻，4G、5G和Wifi信号就像是在念文言文，几个字就可以表达非常丰富的信息。而超宽带技术，则更像是原始部落的早期语言，需要很长一段话才能表达一个简单的意思，但是它也更直接，信息更明确。所以UWB、Wifi和5G本质上是两种完全不同的无线通信手段。
简单形容信息和我们说话是一样的，无非是三个维度，你是谁，你在哪里，你要干什么。这就是所谓的数据信息、身份信息，以及位置信息。在早期传递数据（干什么）方向上，超宽带技术其实也是有商业化实践的。早在2003年wifi技术还是一项比较新的技术时，美国WiQuest公司就一直在尝试，OFDM无线电架构下的高速UWB传输技术，在IEEE 802.15.3a的标准下WiQuest的基带产品，当时已经实现了8到10米内、4百兆文件的传输。但是由于UWB接收器RF结构太过于复杂，加上芯片组的成本过高，市场落地一直没有推开。更致命的是，随着wifi联盟，在2006年802.11n标准的正式亮相利用MIMO技术，实现了6百兆的数据传输，也间接宣告了高速UWB传输无线技术方案的失败。
二、UWB的技术特点
说完这三点优势，同时超宽带系统的劣势也很突出：
三、关于超宽带技术的一些展望
关于超宽带技术，我大概就介绍这么多。对于一项技术的基础了解，对于大家的投资，我觉得刚刚的介绍其实已经差不多了，也已经足够了。接下来我再来聊聊作为一名硬件工程师我对超宽带这项技术本身，一些个人更加主观的看法。
首先我的第一个观点，围绕手机来搭建生态绝对不是超宽带的未来，也很难有未来。由于需要以手机为极坐标，手机内部就需要配备两跟天线，而手机的内部空间其实是非常宝贵的。为了UWB的实现，成本和设计难度都要大大的提高。目前即使强如苹果依然需要蓝牙来做检测，理想的定位距离也只在30米内。实际上如果你把AirTag扔到附近没有iPhone的地方，它的定位就将失去作用。同时随着高通、华为海思的入局，UWB即使有发展，也会和蓝牙、Wifi一样集成到SoC中去，不会在手机上以外挂的形式出现。当然我并不觉得高通和海思现在有这样的计划去这么做，因为在C端，现阶段并没有这样的必要也没有这样的现实需求。
所以我的第二个观点就是，UWB超宽带技术目前依然还缺乏现象级的应用，来推动这项技术的真正爆发，目前超宽带技术的三大应用场景，安全门禁、物品定位以及设备互联。比如汽车钥匙、AR游戏、室内导航，无人机配送、智慧医疗、安全门禁，等等。我思考了一下，目前还没有一项真正的爆点应用来拉动大的需求。我个人认为仅仅在低成本的前提下，替代一些NFC的场景，可能有一丢丢的发展前景。
我的第三个观点，成本和生态，依然是超宽带技术目前很难逾越的鸿沟，现在市场上的超宽带产品绝大多数配的都是，Decawave的DW1000系列芯片，采用的还是早期的802.15.4A协议，而像配备加密功能的4Z芯片方案，价格又高得离谱。我预测在C端，即使是手机厂商从现在开始统一思路，义无反顾的全力来推UWB搭建生态也需要3-5年。而B端，整套系统一个房间就需要3点定位，也就是3个基站的支持，多个房间就乘积的关系。我了解了一下，目前一个小型商场搭建成本在百万级以上。而是DW1000的芯片目前搭配的算法又很少，很考验企业自身的算法优化能力，所以目前企业端实际上也比较难推。
最后第四个观点，我大概了解了下市面上的量产产品，实际上理论和现实还是有差距的，目前市面上的UWB产品还仅能在小空间环境发挥，精准定位的明显优势，一到机场、户外、大房间等有障碍物的复杂场景，基本上和wifi都拉不开差距。
最后总结一下，UWB并不是一项前景已经稳定，标准已经统一并且没有局限性的产品，更不是很多数码博主认为的像发现新大陆一样的存在。恰恰相反，超宽带技术是一项优缺点极为鲜明，产品定位很清晰，并且正在发展，正在摸索，正在布局的一项早期产业。
如果一定要问我看不看好超宽带，那我可能就要泼冷水了，一切还是要看成本，成本只要下不来什么都是白搭。大家也不要太迷信苹果，只能说苹果目前有这个能力来摊销成本，可以作为奢侈品来炫技。但是单就这项技术本身，大家也不用太小看现在AI、NB-IoT，V2X以及下一代蓝牙协议的进展了。包括AR、VR方向上随着多传感器融合 SLAM的迭代，只要有算力，精准定位其实都不是什么，解决不了的痛点。而低功耗、万物互联则有NB-IoT，所以超宽带技术个人觉得还是很鸡肋的。4Z芯片系统的成本太高了，如果2-3年内，成本下可以下来，在B端还是有发展可能的，反之就不要玩了。
二、iphone11带火了UWB,什么是UWB下行TDOA定位技术
UWB下行TDOA定位技术简单的说就是定位基站发送定位信号，定位标签接收定位信号。这种工作方式和GPS类似，所以又叫室内GPS。下行TDOA是在终端进行位置坐标计算，同时EHIGH恒高的定位系统，可以通过标签上传这些数据到服务器，实时结算标签位置，这一点得归功于恒高定位系统自带的一套高实时性的物联传输网络。下行TDOA的优势是，基站决定信号发送的时间，所以基站的功耗较低，并且跟GPS有着同样的优势，即该系统的容量无限大的，终端获取位置信息的延时也很小，这种模式，适合用于目标的独立导航。
在国内的UWB室内定位生态圈中，能实现UWB室内定位下行TDOA定位技术的公司屈指可数，EHIGH恒高正是其中一家，并且早在2016年的福清核电建设工地项目上就已经被成功应用了。
综上所述，iphone要实现高精度导航，除了UWB室内定位芯片，还需要依靠大量定位基站的部署及下行TDOA技术，因此要搭建UWB室内定位生态圈，就需要产业链伙伴的加入，例如EHIGH恒高这样的UWB室内定位软硬件解决方案提供商既可以实现下行TDOA定位技术又可以提供大量的定位基站部署，那么iphone要实现大规模的导航定位应用将不再是“畅想”。
三、wifi芯片和WIFI模块有什么区别
wifi芯片和WIFI模块区别为：组成不同、功耗不同、用途不同。
一、组成不同
1、wifi芯片：wifi芯片是嵌入式Wi-Fi模块，主控芯片一般为功能简单的32位单片机(MCU)，内置Wi-Fi驱动和协议，接口为一般的MCU接口如UART等。
2、WIFI模块：WIFI模块集成了射频收发器、MAC地址、WIFI驱动、所有WIFI协议。
二、功耗不同
1、wifi芯片：wifi芯片在功耗上做了很大的改善，比较适合对功耗控制比较严格的无线家电设备。
2、WIFI模块：WIFI模块需要非常强大的电脑CPU来完成应用才能正常工作，功耗比较高。
三、用途不同
1、wifi芯片：wifi芯片适合于各类智能家居或智能硬件中，比如带WiFi功能的电视、空调、冰箱等。
2、WIFI模块：WIFI模块适合用在笔记本、平板电脑上的USB接口或者SDIO接口上。